एक बार की तनाव ऊर्जा का निर्धारण करें


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मेरे पास स्ट्रेंथ एनर्जी निर्धारित करने के बारे में एक स्ट्रक्चर्स प्रश्न है जिसे मैं हल करने में असमर्थ हूं। मैंने इसका प्रयास किया है और मेरे पास इसका उत्तर है, मैं सराहना करूंगा यदि कोई मुझे सिर्फ यह बता सकता है कि मैं कहां गलत हूं।

प्रश्न: परिपत्र क्रॉस-सेक्शन का एक ठोस शंक्वाकार बार लंबवत रूप से निलंबित है। बार की लंबाई $ L $ है, आधार पर व्यास $ D $ है और प्रति इकाई मात्रा का वजन $ \ गामा $ (घनत्व x गुरुत्वाकर्षण के बराबर) है। अपने स्वयं के वजन के कारण बार की तनाव ऊर्जा का निर्धारण करें।

$$ \ text {उत्तर} = U = \ dfrac {\ pi D ^ 2 \ Gamma ^ 2 L ^ 3} {360E} $ $

मेरा काम इस प्रकार है:

$$ \ begin {} संरेखित U & amp; = \ dfrac {\ gamma ((1/3) \ pi r ^ 2 L) ^ 2) L} {2E \ pi r ^ 2} \\ U & amp; = \ dfrac {\ gamma (\ pi ^ 2r ^ 4 (1/9) L ^ 2) L} {2E \ pi r ^ 2} \\ U & amp; = \ dfrac {\ gamma \ pi r ^ 2L ^ 3} {9 \ cdot2s}} \\ U & amp; = \ dfrac {\ gamma \ pi (d ^ 2/4) L ^ 3} {18%}} U & amp; = \ dfrac {\ gamma \ pi d ^ 2L ^ 3} {18 \ cdot4_}} \\ U & amp; = \ dfrac {\ pi d ^ 2 \ Gamma L ^ 3} {72E} \\ \ अंत {align} $$

मैं 1/5 के कारक से गलत हूं। मेरे कार्य / तर्क में मैं कहाँ गलत था?

मुझे पता है:

$$ U = \ dfrac {(rho gAL) ^ 2L} {2EA} $ $

मै मानता हूँ:

$ $ AL = \ पाठ {वॉल्यूम (शंकु का)} = (1/3) \ pi r ^ 2 घंटे $ $

मैं इस उलझन में हूँ कि क्या हर में A का आधार है शंकु या मात्रा ऊँचाई से विभाजित।

मैं सही अंश प्राप्त कर सकता हूं, हालांकि मुझे यकीन नहीं है कि कैसे व्याख्याता के लिए 360E पर लेक्चरर पहुंचे।


यह एक एकीकरण समस्या है। बार शीर्ष पर शून्य के एक क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र में टेपर करता है, और बड़ा तनाव ऊर्जा पूरे लंबाई में बदलती है। मोटाई के साथ बार के एक छोटे से क्षैतिज स्लाइसर में वॉल्यूमेट्रिक, डिफरेंशियल स्ट्रेन एनर्जी का पता लगाएं dz (यह उस बिंदु पर क्रॉस-सेक्शन क्षेत्र पर निर्भर करेगा और शेष बार के वजन के नीचे) और बार की लंबाई पर उस अंतर तनाव ऊर्जा को एकीकृत करेगा।
Chemomechanics

नमस्ते, आपके उत्तर के लिए बहुत बहुत धन्यवाद! यहाँ मेरा नया काम है दुर्भाग्य से मुझे अभी भी सही उत्तर नहीं मिल रहा है।
gunter

U = 0 से L तक अभिन्न: ((y * V) ^ 2) / (2 * E * A)) * dx
gunter

V = (1/3) * pi * (r ^ 2)
gunter

ए = (पी * * (आर ^ 2))
gunter

जवाबों:


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हम मानते हैं कि शंकु का विस्तृत छोर निश्चित रूप से ऊपर है-अन्यथा तनाव अनंतता में जाएगा क्योंकि शंकु का पूरा वजन एक क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र पर लागू होता है जो कि शंकु को शून्य करता है। (मैंने ऊपर अपनी टिप्पणी में विपरीत कॉन्फ़िगरेशन को गलत तरीके से निर्दिष्ट किया है।)

नीचे से $ ज $ का समन्वय करें (यानी, शंकु के सिरे से)। फिर, किसी भी स्थान पर $ z $ का व्यास $ $ D (z) = \ frac {Dz} {L} है। $$ इसलिए, संबंधित क्षेत्र $$ A (z) = \ frac {\ pi D (z) है। ) ^ 2} {4}। $$ स्थान $ z $ के नीचे लटकने वाली मात्रा $ $ V है (z) = \ frac {\ pi D (z) ^ 2z} {12}, $ $ वजन के साथ = W \ "गामा V (z) $ पार अनुभाग में लागू किया गया। इसलिए, स्थान $ z $ पर मोटाई $ dz $ के किसी भी क्षैतिज infinitesimal स्लाइस पर तनाव $ $ $ $ $ $ $ है (z) = \ frac {W} {A (z)}, $$ और उस स्लाइस के भीतर वॉल्यूमेट्रिक ऊर्जा इस प्रकार $ $ dU = \ left (\ frac {\ _ sigma (z) ^ 2} {2E} \ right) A (z) dz, $ $ है, जहां मैंने रैखिक लोच परिणाम को लागू किया है ताकि अंतर तनाव ऊर्जा प्रति इकाई आयतन हमेशा $ du = \ sigma \, d \ epsilon = \ frac {\ sigma} {E} d \ sigma $ को Hooke's Law, या, एकीकृत, $ u = \ frac {sigma ^ 2} {2E के रूप में व्यक्त किया जा सकता है } $। अब, $ z = 1 $ से $ L $ तक $ dU $ को एकीकृत करें।


आपकी सहायता के लिए बहुत बहुत धन्यवाद, आपने वास्तव में मेरी मदद की।
gunter
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